Application and comparison of level control strategies in the slug flow problem using a mathematical model of the process=Aplicação e comparação de estratégias de controle de nível no problema da golfada usando um modelo matemático do processo

• Main Authors: Maurício de Campos, Manuel Reimbold, Paulo Sérgio Sausen, Airam Sausen
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universidade Estadual de Maringá 2012-10-01
• Series: Acta Scientiarum: Technology
• Subjects: error-squared controller; band control; slug flow; mathematical modeling; controlador de erro-quadrático; controle por bandas; golfadas; modelagem matemática
• Online Access: http://www.periodicos.uem.br/ojs/index.php/ActaSciTechnol/article/download/13020/pdf

This paper presents the application of the error-squared level control strategy Proportional Integral (PI) in the slug flow problem in oil production industry. For this purpose the dynamic model has been used for a pipeline-separator under slug flow with five Ordinary Differential Equations (ODEs), coupled, non-linear. The application of the error-squared level control strategy PI is performed through the methodology by bands, whose objective is to damp the oscillatory flow rate of the load that occur in production separators for equipment downstream of the process. This strategy is compared with the level control strategy PI conventional, widely used in industrial processes; and with the level control strategy PI, also, in the methodology by bands. Simulation results showed that the error-squared level control strategy PI in the methodology by bands, presented better results when compared with the level control strategy PI conventional, because reduced flow fluctuations caused by slug flow; and with the level control strategy PI in the methodology by bands, it probably happened because the first has highly respected the defined bands.<br><br>Neste artigo é apresentada a aplicação da estratégia de controle de nível Proporcional Integral (PI) de erro-quadrático no problema da golfada na produção de petróleo. Para este objetivo é utilizado o modelo dinâmico para uma tubulação-separador em regime de fluxo com golfadas formado por um sistema de cinco Equações Diferenciais Ordinárias (EDO’s), acopladas, não-lineares. A aplicação da estratégia de controle de nível PI de erro-quadrático é realizada considerando a metodologia de controle por bandas, cujo objetivo é amortecer as vazões de carga oscilatórias provenientes das golfadas, que ocorrem em separadores de produção, para os equipamentos a jusante do processo. Esta estratégia é comparada com a estratégia de controle de nível PI convencional, amplamente utilizada em processos industriais; e com a estratégia de controle PI também na metodologia por bandas. A partir da análise dos resultados das simulações, verificou-se que a estratégia de controle de nível PI de erro-quadrático por bandas apresentou os melhores resultados, quando comparada com a estratégia de controle de nível PI convencional, pois reduziu as oscilações de vazão ocasionadas pelas golfadas; bem como com a estratégia de controle de nível PI por bandas, pois respeitou fortemente as bandas definidas.